运用iBeacon技术的室内导航系统的设计与实现

智能手机中基于位置的应用和服务对室内导航定位以及多目标路径规划等提出了更高的需求,为此,设计了基于iBeacon技术的室内导航系统。对采集到的iBeacon信号强度和移动定位结果分别进行滤波处理,随后采用平滑多目标D*Lite算法根据用户偏好规划不同路径进行导航,并上传定位及导航数据至服务器以便后期查询统计。系统具有开发简便、信号干扰少、定位精度高、多功能导航等优点,采用APP+Web交互方式,供普通用户、商家、管理员3类使用者操作,完善用户体验。实验结果表明:在实验室内测试的500组数据中,432组数据的定位精度达到1 m以内,并成功利用定位信息进行多目标路径规划,实现实时导航。     

基于EKF的MDS-MAP定位算法

由于MDS MAP算法中测量距离与节点坐标之间的非线性的关系,从而无法快速得到节点位置信息,而且由于MDS MAP算法在定位精度和定位误差等方面存在着不足,因此在此基础上引入扩展卡尔曼滤波对MDS MAP进行求精.以MDS MAP算法得到的定位位置为初始数据,利用SVD分解,得到定位坐标,然后同多建立EKF模型,对节点位置进行迭代,从而可以得到精度更高的位置信息.最后以Matlab软件做为仿真平台,在网络覆盖范围为100*100、通信距离为25、30和50的条件下,对改进前后的算法进行仿真,结果显示10次的仿真在精度和误差上都提高了5%.     

滤波初值对测向定位的影响及其消除方法

基于运动单站测向交叉定位中将滤波初值分成两类,该文从几何原理上解释了不同类型的滤波初值对定位结果的影响;提出了通过增加相位差观测量,利用相位差的变化率和方位角信息,将非线性系统转换成线性系统,再利用卡尔曼滤波来改善定位结果对滤波初值依赖性的方法。转换后的线性系统在利用卡尔曼滤波时,初始值可以根据以前的测量值得到。模拟仿真表明该方法能有效摆脱定位结果对滤波初值的依赖,且定位精度在2%以内。     

稠油油井出砂监测室内模拟研究

针对海上稠油油井出砂监测装置进行了研究， 设计了一种室内稠油出砂监测实验系统， 并研制了易于传感器感受出砂振动信号的一次仪表装置， 研发了出砂信号采集分析系统。出砂监测过程中利用压电加速度传感器识别砂粒撞击一次仪表引发的高频振动信号， 采用动态信号处理方法对出砂信号进行时域和频域分析等。在实验室条件下， 进行了不同含砂量的稠油 （黏度大于 100 mPa·s） 出砂监测实验， 取得了非常好的效果。实验结果表明： 在砂样粒度、 携砂流速等固定的条件下， 随着含砂量的增加， 出砂振动信号的均方根值、 功率谱幅值、 方差值等信号特征值不断增大。     

基于无线传感器的室内防暴救援系统

当险情发生时,救援人员必须能够在最短时间内到达事故现场。该文通过对高精度传感器网络室内定位技术中的基于到达时间差的定位系统的研究,针对建筑物内部救援领域提出并建立了一套基于无线传感器、融合射频技术和超声测距技术,适合室内环境的无线精确定位与导航的救援辅助系统。该系统定位精度理想,路径规划准确,系统实时性和稳定性强,功能完备,适用于局域环境,应用模式多样,具有视频监控、信息交互等功能,对于调度日常生产,防暴救灾具有积极意义。     

高分辨率彩管封口机电子枪激光自动对准系统

提出了一种激光自动对准系统,可用于彩管封口机中电子枪相对于屏面的定位。该系统由激光器、激光准直部分、传感器、单片机控制系统、驱动电路及专用减速器组成,在单片机控制系统的控制下,自动完成电子枪的定位任务。模拟实验证明该定位方法完全能在要求的定位精度内实现电子枪的自动定位。     

校史教育在大学生核心价值观养成中的价值和途径

针对传统矿山定位监测系统中有线方式成本高、资源浪费、可操作性差等问题,将无线传感器网络技术应用于矿山微震定位。通讯系统采用由末端网络节点和中心节点构成的星形无线传感器网络结构。应用时钟同步技术,末端节点将矿震信号通过射频模块上传给中心节点,进而通过上位机完成对数据的进一步处理。该系统为无线通信在矿山越界开采监测中的应用研究。     

平面线圈型直线时栅参数优化方法

提出一种采用非线性规划遗传算法对平面线圈型直线时栅位移传感器结构参数进行优化的方法,以解决传感器感应电动势谐波成分较多、用枚举法优化传感器参数费时且效果有限等问题。通过建立基于非线性规划遗传算法的数学模型对传感器参数进行优化,根据优化结果建立传感器的物理模型进行仿真,设计传感器进行实验,与枚举法的优化结果进行比较。结果表明:优化效率提高了65%,感应信号谐波畸变率降低了10倍,在240 mm的量程内传感器测量精度从±1μm提高到了±0.8μm。说明利用该方法对传感器结构参数进行优化是可行的,根据优化结果设计的传感器从结构上抑制了原始误差,实现了高精度测量。     

基于LPC2148的动态信号采集系统设计

为了适应动态信号处理算法,保证信号采样质量,提出了动态信号采集系统的多采样方式、连续无丢失高速数据传输和抗干扰能力关键性能指标,并利用ARM7 LPC2148 MCU和AD7606 ADC设计了动态信号采集系统。采取电源及USB接口隔离措施抑制系统内(外)部干扰,保证模拟信号的质量;构建采样函数程序库,通过赋值ARM MCU的中断服务程序入口地址寄存器实现多采样方式,给出了关键程序代码;设计了双指针环形缓冲区模型,实现高速连续的数据传输,降低了对MCU性能和内存容量的要求;给出了以此模型为基础的系统软件架构、功能组成原理及程序流程。重型卡车变速箱一轴内锥孔锥度现场在线测量结果表明:50 kHz双通道采样时,环形缓冲区长度为8 K,可连续采集和传输32K点数据而不丢失数据且无误码,采集系统模拟部分电源纹波小于5 mV,锥度测量误差小于3″。     

一种顾及用户朝向的PSO-LSSVM指纹定位算法

为了解决人体对WiFi信号遮蔽和最小二乘支持向量机参数优化的问题,提出了一种顾及用户朝向的粒子群优化最小二乘支持向量机指纹定位方法。建立全向指纹库,采用粒子群优化算法求出最小二乘支持向量机最优参数,通过最小二乘支持向量机训练出定位模型,将待测点指纹信息输入定位模型中,最终估算出待测点位置坐标。仿真实验结果表明所提算法在定位误差上达到0.72 m,普通的粒子群优化最小二乘支持向量机算法定位误差为0.84 m,提高了室内定位精度,具有实际的应用价值。     

基于ibeacon的室内二阶段定位算法研究

针对室内定位需求的日益增加,提出了一种基于ibeacon的室内二阶段定位算法。在建立传输模型时,采用高斯滤波与中值滤波相结合对RSSI值进行优化处理;在坐标定位时分成2阶段:第1阶段通过极大似然法对未知点坐标进行粗略估计,缩小定位范围;第2阶段先对三角质心算法的加权因子进行改进,再采用改进的加权三角质心定位算法对未知点坐标进行精细定位。实验结果表明:在实验室环境下算法的定位精度可达1.22 m,对比一般的加权三角质心算法在定位的精度和稳定性方面都有了较好的提升,平均误差减少了30%左右。     

光电跟踪传感器的非线性校正

利用二极管及结型场效应管的非线性特性，对光电传感器输出信号进行了非线性处理，有效地消除了由于传感器中光电三极管的非线性而引起的附加干扰，提高了传感器的抗干扰能力，增强了实际应用的适应性．     

三颗星的AGPS定位算法与实现

为了在弱信号情况下更有效地实现定位,对辅助全球定位系统(AGPS)中三颗星定位算法进行了研究。采用AGPS定位系统结构改善接收机捕获性能,AGPS系统通过通用无线分组业务(GPRS)服务提供定位辅助数据;当接收机只能捕获三颗卫星信号时,利用边界模糊处理技术进行伪距处理,构成3个方程,附加地球椭球方程,采用Gauss-Newton算法对方程组进行位置解算.最后根据实测数据分析初始高度不同时的位置解算结果,当高度差为10 m时,平均水平定位偏差小于16 m.算法运算量相当于传统定位算法的2/5。     

信号短暂缺失下的非完备GPS定位算法研究

该文提出一种在城市峡谷等复杂环境中卫星被频繁遮挡造成卫星信号短暂缺失的非完备条件下,利用少于3颗有效卫星,实现满足一定精度要求的定位方法。实际数据测试表明,在数十秒的短暂非完备期间内,该方法可以提供满足导航要求的定位结果,从而提高了GPS接收机的有效性。该方法不依赖额外传感器,亦不需要电子地图支持,同时系统成本无明显增加。     

利用Teager-Kaiser算子的多径信号抑制

为了解决多径干扰对无线定位精度的影响,该文在传统的窄带相关技术的基础上,利用TK算子对其进行改进。改进后的技术在不过多地增加计算负担的情况下,不仅保持了窄带相关技术对于长时延多径信号抑制的功能,而且还改善了其对短时延多径信号抑制效果不佳的缺陷。仿真结果证明,该算法对于无线信道的多径信号抑制起到了一定的改善作用,从而提高了无线定位精度。所以,该研究对于无线定位技术的工程应用和理论研究具有一定的参考价值。     

宽带信号采样的关键技术研究

提出了一种实现宽带信号实时采样的技术原理和应用设计方法;论述了混合滤波器组技术对传统并行交替采样结构进行非均匀采样的校准处理,多通道采样的时钟与触发同步机制,以及分相存储实现大容量采样数据存储等研究内容;给出了系统的可行性设计。     

无线传感器网络功率控制的质心定位算法

在无线传感器网络的诸多应用中,迫切需要对事件发生区域或者数据来源进行定位,特别是在无锚节点的情况下。为此该文提出一种基于功率控制的质心定位算法(CLAPC),采用离散功率控制的方式对目标区域进行虚拟网格划分,从而确定包含未知节点的最小区域,在提升系统能效的同时,提高了节点的定位精度。算法无需部署锚节点,具有较高的实用性,仿真实验也进一步验证了算法的有效性。     

基于LoRa和地磁传感器的智能停车系统

针对现有停车系统管理落后和效率低下的问题,提出了一种基于LoRa和地磁传感器的停车系统的完整物联网设计方案。该系统使用地磁传感器实时检测停车位的状态,利用LoRa扩频技术实现状态信息的传输;在LCD上显示停车位实时信息;所有信息通过网关上传到云服务器存储,上层应用软件可以使用该数据接口实现车位预定、导航、缴费等功能。实验结果表明:系统能在0.3 m内精确判断停车位状态,在1 km内可以达到0%的丢包率。该系统可以精确记录车辆停放时间,提供停车位实时状态发布,为司机提供高效的停车服务,对城市交通的改善具有重要意义。     

复杂工况下热油管道泄漏识别与定位方法研究

针对复杂工况下热原油管道泄漏难以准确识别的难题,提出采用基于多元支持向量机的管道泄漏诊断方法,并建立了识别模型,可以在小样本情形下完成模型的训练工作,实现多种工况下对压力波动信号的分类识别,从而提高评判泄漏的有效性和准确性。针对热油管道负压波波速受油品及温度等因素影响较大所导致的定位误差,分析了管道沿程轴向温降以修正负压波波速,并采用牛顿-柯特斯积分方法对传统泄漏定位公式进行了改进。现场实验表明,基于多元支持向量机的检测方法能有效地识别管道运行异常状态,改进的漏点定位算法使得定位精度从原来的2.5%提高到1.0%。     

基于单边波动谱的奇异值分解降噪有效阶次确定方法

针对奇异值分解降噪中奇异值有效阶次难以确定的问题,提出了一种基于单边波动差分谱的奇异值分解降噪有效阶次确定方法。该方法首先将振动信号构造成hankel矩阵,再进行奇异值分解,利用分解所得的奇异值得到波动差分谱,最后根据波动差分谱的单边极大值来确定奇异值有效阶次。通过仿真数据以及实际轴承故障数据的分析,证明该方法能够有效提高信号的信噪比,为后续诊断工作奠定了良好基础。